[发明专利]一种TiO2

说明书

本发明属于材料制备及环境污染治理的技术领域，提供了一种TiO₂/Fe₃O₄掺杂PVDF膜的制备方法及其催化降解多溴联苯的应用，制备方法如下：步骤1、制备TiO₂/Fe₃O₄复合光催化剂；步骤2、磁力诱导TiO₂/Fe₃O₄复合材料制备光催化膜。本发明在利用磁力诱导制备催化膜，提高传统共混膜降解效率的同时，利用预冻铸膜液的方法，解决了PVDF膜相转化过程中收缩变皱的问题。该方法制得的膜表面平整，且具有较高的光催化降解效率，合成简便等优点。

技术领域

本发明属于材料制备及环境污染治理的技术领域，涉及一种能提高传统共混膜的降解效率以及克服相转化成膜时膜褶皱的制膜方法，具体为一种高效降解多溴联苯的TiO₂/Fe₃O₄掺杂PVDF膜制备方法及用途。

背景技术

多溴联苯(PBBs)作为广泛应用的溴系阻燃剂已在全球范围的大气、底泥、土壤等环境样品中被检出，成为当前国际环境领域的研究热点。PBBs亲脂性很强，易在生物体脂肪中积累而很难分解掉，会对生物体造成长期的危害甚至有致癌的危险。它本身具有非常稳定的化学结构和高度的憎水性，其苯环上的溴原子是导致高毒性、高稳定性和难以被氧化降解的原因。因此，建立和发展有效和经济适用处理手段来移除环境中PBBs残留是极为迫切的。

光催化膜系统是一种高效绿色的处理方法，它可以集吸附降解于一身，而且具有易于控制，成本低，易于工业化应用等优点。目前常用的构建的催化膜主要有三种：共混膜、表面改性膜、自支撑膜。其中共混膜由于是将催化剂直接添加到铸膜液中制得，催化剂容易被膜基质包埋，从而影响催化效率。此外，常用的聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料在相转化过程当中容易收缩变皱，影响膜的平整性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明利用磁场诱导预冻铸膜液和的方法，在相转化前将均匀平铺在培养皿中的铸膜液转移到磁场当中，使磁性复合材料在磁场的诱导下迁移至膜表面，然后将铸膜液预冻，使铸膜液固化，随后再转移到去离子水中进行相转化。制备的复合膜宏观结构平整，同时能够高效去除十溴联苯。这为水中多溴联苯类化合物的去除提供了新的技术手段。本发明制备出一种能够高效降解多溴联苯的复合材料催化膜。其优点在于该方法从一种新颖的角度出发，提供了一种提高传统共混催化膜降解效率的新思路，在一定程度上解决了共混膜中催化剂包埋的问题，进而使催化剂有效的利用光源达到有效降解环境废水的目的。此外在相转化之前利用预冻的方法，克服转化过程当中膜收缩变皱的缺点。

一种TiO₂/Fe₃O₄掺杂PVDF膜的制备方法，步骤如下：

步骤1、制备Fe₃O₄：

将FeCl₃·6H₂O，NaAc-3H₂O以一定比例溶于乙二醇中，超声处理后，将深黄色胶体溶液转移到特氟隆衬里的不锈钢高压釜中后，在一定温度下加热，然后自然冷却至室温；之后，将黑色沉淀用乙醇洗涤，干燥得到Fe₃O₄；

步骤2、制备TiO₂/Fe₃O₄复合光催化剂：

称取一定量的Fe₃O₄超声分散在乙醇和乙腈混合液中，然后加入氨水得到混合液A，再将一定量的钛酸四丁酯(TBOT)滴加到混合液A中搅拌；然后加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，混合物再反应；所得产物用乙醇洗涤，干燥后在马弗炉中煅烧；即获得TiO₂/Fe₃O₄复合光催化剂；